一种高效率研磨抛光GaN晶片的方法技术

一种高效率研磨抛光GaN晶片的方法。本发明专利技术提出一种高效率研磨GaN晶片的光电化学机械抛光方法。本发明专利技术，通过光照与外加电场作用,将GaN晶片的待抛光表面氧化形成氧化镓，氧化镓与抛光液中的氢氧根离子结合形成氢氧化镓钝化层，氧化镓与抛光液中的氢离子结合形成镓离子；在所述氢氧化镓钝化层和富含镓离子的抛光液的保护下，待抛光表面低凹部分的光照与氧化被有效抑制，而待抛光表面高凸部分，则受机械作用被刨除并露出新GaN表面，继续受光照被氧化致有选择性地被刨除。调控光照强度、电压值及施加在上托盘上的压力，使待抛光晶片表面的氧化速率与机械刨除速率实现匹配，从而提高GaN晶片的表面平整度与抛光效率，得到高质量的抛光GaN晶片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光电材料
，更具体地说，涉及一种高效率研磨抛光GaN晶片的光电化学机械方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)由于其优异性能，可应用于制备高功率高频器件等其它特殊条件下工作的半导体器件而得到广泛研究与应用。GaN外延层的晶体质量是实现高性能GaN基器件的根本保障。而采用GaN单晶衬底实现同质外延是提高GaN外延层晶体质量与GaN基器件的主要途径。GaN单晶衬底在外延前一般要经过研磨抛光等表面处理，以得到有利于晶体外延生长的晶面。GaN晶片的抛光方法主要采用化学机械抛光(CMP)，主要通过采用化学原料(抛光液)使待抛光表面化学改性，然后采用机械方法去除改性层，这种机械辅助抛光方法很容易造成表面的机械损伤，特别是针对GaN这种硬度大、高脆性材料，往往会留下表面划痕，很难得到高质量的抛光表面。中国专利CN101220244A与CN104364331A通过改进抛光液的成分与配比，提高了抛光GaN晶片的表面质量，但是，由于GaN的物理化学特性稳定，其抛光周期长效率较低。电化学机械抛光方法(中国专利CN103114323A)，在电场的辅助作用下加快GaN表面的氧化腐蚀，能有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率研磨抛光GaN晶片的方法，其特征在于，其抛光系统包括：上托盘(12)、上转轴(11)、下抛光盘(14)、下转轴(13)、光源(41)、待抛光GaN晶片(3)、抛光液(21)；所述抛光方法，是在电化学机械抛光工艺中，创造性的引入光照工艺，即，先通过光照及电化学过程，使GaN晶片(3)的待抛光表面氧化形成钝化层；之后通过机械研磨过程，选择性刨除待抛光晶片表面高凸部分的钝化层而露出新的GaN表面；如此，先后反复通过所述光照‑电化学‑机械抛光过程，实施有选择性地刨除待抛光GaN晶片(3)的高凸部分，直至整个表面平整；在所述光照‑电化学‑机械抛光过程中，通过调控光照强度、电压值及施加在上托盘(...

【技术特征摘要】
1.一种高效率研磨抛光GaN晶片的方法，其特征在于，其抛光系统包括：上托盘(12)、上转轴(11)、下抛光盘(14)、下转轴(13)、光源(41)、待抛光GaN晶片(3)、抛光液(21)；所述抛光方法，是在电化学机械抛光工艺中，创造性的引入光照工艺，即，先通过光照及电化学过程，使GaN晶片(3)的待抛光表面氧化形成钝化层；之后通过机械研磨过程，选择性刨除待抛光晶片表面高凸部分的钝化层而露出新的GaN表面；如此，先后反复通过所述光照-电化学-机械抛光过程，实施有选择性地刨除待抛光GaN晶片(3)的高凸部分，直至整个表面平整；在所述光照-电化学-机械抛光过程中，通过调控光照强度、电压值及施加在上托盘(12)上的压力，使待抛光晶片表面被氧化速率与机械刨除速率实现匹配，从而提高晶片表面平整度与抛光效率。2.根据权利要求1所述一种高效率研磨抛光GaN晶片的方法，其特征在于，所述待抛光GaN晶片(3)，是固定在上托盘(12)上的，其待抛光表面与下抛光盘(14)间，可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘南柳，陈蛟，张国义，
申请(专利权)人：东莞市中镓半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44